单片机微机开发实验箱_单片机微机开发教学设备

SHKC-STM32型单片机实验箱

一、概述

基于STM32单片机的实验教学平台，其设计理念着重于单片机的实验教学特性。基础功能实验电路采取一体化设计，使得实验操作更为便捷；而创新拓展型实验电路则采用独立模块设计，便于接入主板，满足不同层次、不同需求的实验教学。该平台不仅适用于演示验证性实验，还兼顾综合设计和创新研究性实验的需求。主板上集成了CPU编程下载接口，使得编程、下载与调试功能集于一体，极大地提升了实验教学的灵活性和实用性。

二、特色功能

1. 详尽的实验指导

该平台配备了详尽的实验指导书，专门针对实验箱的使用与操作进行了详细阐述。通过这本专业的指导书，用户可以迅速掌握单片机技术，实现快速入门，提高学习效率。

2. 功能模块独立性

基于多年的开发经验与用户反馈，该平台采用了功能模块完全独立的设计理念。各模块之间互不干扰，有效减少了初学者在编程过程中的误区。同时，板载丰富的实验硬件资源和接口，并对外全部开放I/O口，用户可以根据需要灵活连接，轻松搭建自己的电路。配合大量的C语言实验例程，用户可以快速掌握单片机原理及其实用接口技术。

三、CPU开发实验支持

该平台标配STM32F103C8T6核心板，同时支持根据客户需求选配其他单片机核心板，从而实现对多种CPU芯片的支持与扩展。这一设计使得该平台具有广泛的适用性和灵活性，满足不同教学场景的需求。

四、硬件配置详览

1. 实验箱底板

（1）单色流水灯模块：包含8个高亮绿色LED灯，用于实现单色流水灯效果。

（2）双色流水灯模块：配备6个高亮LED灯，包括红、黄、绿三种颜色，实现双色流水灯效果。

（3）双色LED灯模块：采用红绿双色LED灯，展示双色显示效果。

（4）8位数码管模块：包括2个四位一体共阳极数码管及2个74HC595驱动芯片，实现多位数字显示功能。

（5）1位数码管模块：采用1个8段共阳极数码管，尺寸为0.56英寸，用于单位数字显示。

（6）红绿双色点阵模块：配备3个74HC595驱动芯片和一个红绿双色点阵显示屏，实现点阵显示功能。

（7）LCD1602液晶屏模块：标准LCD1602液晶屏接口，配备1个带背光的LCD1602液晶屏，用于字符显示。

（8）LCD12864液晶屏模块：支持标准LCD12864液晶屏接口，兼容串行和并行液晶屏，实现图形和文字显示功能。

（9）OLED显示模块：采用0.96寸OLED液晶屏，分辨率为128*64，提供高清晰度显示（选配）。

（10）TFT彩屏模块：支持8位和16位TFT彩屏接口，具备触摸屏控制功能，配备2.8寸彩屏，支持触屏操作，提供262K色显示（选配）。

（11）独立按键模块：包含8个独立按键，并配备上拉电阻，方便用户输入操作。

（12）4X4矩阵键盘模块：采用4行4列矩阵键盘设计，配备上拉电阻，实现多键输入功能。

（13）五向摇杆模块：配备一个五向摇杆，支持上、下、左、右、中五个方向的输入操作。

（14）蜂鸣器模块：采用无源蜂鸣器，用于声音提示或报警功能。

（15）DS1302时钟模块：集成DS1302芯片，配备后背电池座，实现实时时钟功能。

2. 传感器模块

（1）两路DS18B20模块：提供两路DS18B20温度传感器接口，用于温度测量。

（2）光敏传感器模块：集成LM393比较器，配备基准电压可调电阻、模拟量输出接口、数字量输出接口及模拟量指示LED灯，支持光敏二极管和光敏电阻等光电开关器件。

（3）火焰传感器模块：集成LM393比较器，具备基准电压可调电阻、模拟量输出接口、数字量输出接口及模拟量指示LED灯，支持火焰传感器的应用。

（4）霍尔传感器模块：集成LM393比较器，包含基准电压可调电阻、模拟量输出接口、数字量输出接口及模拟量指示LED灯，适用于霍尔传感器的使用。

3. 电器控制模块

（1）直流电机接口模块：采用ULN2003驱动芯片，提供一路可调速直流电机接口和一路可调速、可调向双功能电机

四、数据传输、存储模块构成

（1）串口通信模块：该模块采用SP3232芯片，以SOP16封装形式呈现，工作电压范围为+3.0V至+5V。为方便使用，设计有一个公头串口座和一个母头串口座，并配备四个状态指示灯，便于用户实时观察串口的工作状态。

（2）存储模块：AT24C02存储模块采用AT24C02芯片，SOP8封装，为系统提供稳定的数据存储功能。

（3）模拟量输入模块：此模块支持0V至5V的输入电压范围可调，并具备0R至10K的电阻值可调功能，适应多种模拟信号的采集需求。

（4）串转并/并转串模块：74HC164和74HC165芯片分别负责串行到并行和并行到串行的数据转换，SOP14和SOP16封装形式使得模块布局更为紧凑。

（5）SD卡模块：标准SD卡卡槽设计，支持SPI控制方式和4-bit传输模式，为大量数据的存储和读取提供便利。

（6）MAX485模块：该模块基于MAX485芯片，提供1组2P接线端子输出和1组插针输出，适用于RS-485通信场景。

（7）红外发射与接收模块：红外发射模块采用红外发射二极管，而接收模块则选用HX838红外一体化接收头，实现红外信号的发射与接收功能。

（8）PCF8591 AD/DA模块：搭载PCF8591芯片，具备4路模拟量输入和1路模拟量输出，通过IIC通信协议与外部设备交互。

（9）锁存器与译码器模块：74HC573锁存芯片和74LS138译码芯片分别负责数据的锁存和地址译码功能，提升系统的数据处理能力。

（10）核心板扩展接口：提供接口插座29P两排和IO扩展插针28P两排，方便用户进行核心板的扩展与定制。

五、电源模块配置

（1）3V3电源电路：采用LM1117-3V3稳压芯片，确保系统获得稳定的3.3V工作电压。

（2）1V8电源模块：LM1117-1V8稳压芯片为系统提供1.8V的稳定工作电压。

（3）电源引出：GND/5V/3V3/1V8四组电源，每组均有6路引出，满足系统各部分的电源需求。

（4）USB接口模块：采用mini USB,A型母头设计，包含D+和D-引脚，方便与外部设备连接。

（5）自恢复保险丝：断开电流设定为300mA，有效保护电路免受过大电流的损害。

六、机箱设计

（1）机箱结构：采用坚固型铝合金框架和厚实的ABS塑料包角，确保机箱的稳固性和耐用性。参考外形尺寸为480×360×120mm，适应多种实验环境。

（2）零配件存放区：设计有70mm×350mm的零配件存放区，方便用户存放和管理实验所需的零配件。

五、实验项目

本实验教学平台提供了丰富的实验项目，涵盖基础实验、传感器实验、电器控制实验、数据传输与存储模块功能实验以及工业组态软件应用实验等多个方面。通过实验，学生不仅可以深入了解单片机的基本原理和功能，还能够掌握各种外设模块的使用和编程方法，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

六、教学与应用价值

本实验教学平台凭借其模块化、可扩展的设计以及丰富的实验项目，为单片机的教学与实践提供了有力的支持。它不仅能够帮助学生系统掌握单片机的基本知识和技能，还能够培养学生的实践能力和创新精神。同时，该平台还具有广泛的应用价值，可以应用于各种嵌入式系统、智能控制等领域，为产业的发展和创新提供技术支持。

六、实验箱配置表